-
Verfahren und Blechzuschnitte zum nerstellen von elektro-
-
magnetischen Kernen aus M-Schnitt-Blechen Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren und auf Blechzuschnitte zum nerstellen von elektromagnetischen
lernen aus M-Schnitt-Blechen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Solche Kerne dienen insbesondere als Kerne von Kleintransformatoren
und von Drosselspulen. Für Kerne von Kleintransformatoren und Drosselspulen gibt
es eine Anzahl genormter und ungenormter Blechzuschnitte, die sich zu einem beispielsweise
dreischenkeligen Kern kombinieren lassen und mit ihren Kombinationselementen im
allgemeinen durch formähnliche Buchstaben gekennzeichnet werden; beispielsweise
gibt es EI-Sch..itte, die gemäß ihrer Norm die Umrißform eines länglichen Rechtecks
haben, dessen längere Seite die Joche darstellen und einerseits durch den Rücken
des E und andererseits durch das I gebildet werden, während die Schenkel den normalerweise
waagrechten Balken des E entsprechen.
-
Kernbleche des Type M, also M-Schnitte, sind in DIN 41302 genormt.
;7wischen den genormten Schnitte gibt es noch zahlreiche unbenormte, im Handel erhältliche
Großen. Sie alle haben etwa quadratische Umrißform und bestehen aus einem zusammenhängend
umlaufenden, entlanb den Quadratseiten verletzten Blechband aus vier Seitenstreifen
sowie aus einem Mittelschenkel, der von einem der Seitenstreifen nach innen absteht
und über die Quadratmitte hinweg bis in die Nähe oder bis in Berührung mit dem gegenüberliegenden
Seitenstreifen kommt. Je nach Annäherung an den gegenüberliegenden Seitenstreifen
handelt es sich um einen M-Schnitt mit Luftspalt, mit Haarluftspalt oder ohne Luftspalt.
18.
Blechzuschnitt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil E-förmig
und der andere Teil T-förmig ist.
-
19. Blechzuschnitt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
eine Teil E-förmig und der andere Teil F-förmig ist.
-
20. Blechzuschnitt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide
Teile F-förmig sind.
-
21. Blechzuschnitt nach einem der Ansprüche 12 bis 1@, dadurch gekennzeichnet,
daß die an den zusammenzufügenden Kanten komplementäre Pa@formen (15, 16) aufweisen.
-
22. Blechzuschnitt zur Herstellung elektromagnetischer Kerne gemäß
der Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß en eine an den
freien Schenkelenden des herzustellenden zweitelligen M-Schnitts einstäckig zusammenhängende
Doppel-E-@onfiguration @ @@eist@ @@@@ @.
-
Beim Einschichten der Bleche in einen Spulenkörper, dessen Mittelbohrung
sämtliche Mittelschenkel der Bleche aufnimmt, werden jeweils diese Mittelschenkel
elastisch aus der Ebene des Quadrats herauseboeen und einerseits der Schenkel durch
die Bohrung des Spulenkörpers geschoben und andererseits der quadratische Rahmen
der Spule mit dem Spulenkörper außen übergeworfen.
-
Es sind Maschinen zum automatischen Einschichten der Kernbleche bekannt,
wobei die komplementären zusammengehörigen Blechteile jeweils abwechselnd von der
einen und von der anderen Seite eineschichtet werden. Dieses maschinelle Einschichten
ist beispielsweise für die länglichen EI-Schnitte möglich, da dem E einerseits und
dem I andererseits die Spule und der Spulenkörper beim Einschichten nicht im Wege
sind. Wird indessen eine Spule mit etwa quadratischem Kern aus Blechen des Typs
M gemäß der Norm oder einer der ungenormten Zwischengrößen gefordert, was aus Gründen
des dinbauraums und anderer Cesichtspunkte häufig der Fall ist, so scheidet die
maschinelle Blecheinschichtung aus, da die Einschichtmaschinen den quadratischen
Blechrahmen nicht durch die Spule schieben können.
-
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch für M-Schnitte
und die davon abgeleiteten Schnitte das maschinelle Einschichten in einfacher weise
zu ermöglichen.
-
Dies wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren ermöglichst,
das sich dadurch auszeichnet, daß Blechzuschnitte beispielsweise nach der Art von
EI-Schnitten oder sonstigen einschichtbaren Schnitten, jedoch mit den Maßen der
Schnitte, hergestellt werden, die dann maschinell einschichtbar sind. Das Verfahren
ist für Transformatorkerne insbesondere nach Anspruch 2 zweckmäßig darstellbar,
also mit der Verwendung von zwei ungleichen Teilen je Blechlage, die von Lage zu
Lage abwechselnd von den beiden Seiten her eingeschoben werden, so daß die durch
die Zweiteiligkeit entstehenden Blechfugen keine wesentliche Er höhung des magnetischen
Widerstands bewirken. Die Durchführung nach Anspruch 3 unter Herstellung und Verwendung
von Blech zum
schnitten nach Anspruch 14 bietet den besonderen orteil,
daß obendrein im Vergleich zur üblichen geschlosserf Herstellung der M-Schnitte
eine erhebliche Materialerspar@@@ erzielbar ist, da stets Doppel-E-Stücke nach Anspruch
22 geschnitten werden können und die I-Teile aus den Zwischenflächen zi den den
Dopnel-E-Schenkeln gebildet werden. Diese Zwischenflächen konturen nach dem Stand
der Technik zum Abfall. Die Verwertung dieser Abfall streifen als I-Bleche ergibt
beim Heraustrennen, z .3. Schneiden oder Stanzen, der M-Schnitte aus einem Blechstreifen
eine um 17% höhere Ausbeute, so daß sich die Zeitersparnis durch das maschinelle
Einschichten und die Materialersparnis gegenseitig vorteilhaft ergänzen.
-
Die Ansprüche 12 bis 22 beziehen sich auf vorteilhafte selbständig
handelsfähige Zwischenprodukte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Durchführungs- und Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 einen bekannten M-Schnitt
nach DIN 41302; Fig. 2 einen dem Schnitt nach Fig. 1 äquivalenten Blechzuschnitt
nach Art eines EI-Schnitts; Fig. 3 einen einem M-Schnitt äquivalenten Blechzuschnitt
nach Art eines UT-Schnitts; Fig. 4 einen einem M-Schnitt äquivalenten Blechzuschnitt
nach Art eines Schnitts; Fig. 5 einen im Rahmen der Erfindung zweiteilig hergestellten
MD-Schnitt; Fig. 6 einen im Rahmen der Erfindung zweiteilig hergestellten WAM-Schnitt;
Fig.
7 einen Zuschnitt als Vorstufe bei der ilerstellung des Zuschnitts nach Fig, 2;
Fig. 8 einen abgewandelten Zuschnitt mit Fassungsrändern zwischen den Schnitteilen;
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Einschichtschritte bei Verwendung eines
Zuschnitts nach Fi. 2.
-
Ein genormtes Kernblech des Typs M (DIN 41302), das kurz als M-Schnitt
bezeichnet wird, gemäß Fig. 1 besteht einstückig aus vier entlang Quadratseiten
verlaufenden Seitenstreifen 1, 2, 3 und 4 und einem vom Seitenstreifen 2 mittig
ausgehenden und sich beim dargestellten Beispiel unter Belassung eines Luftspalts
5 an den Seitenstreifen 1 annähernden Mittelschenkel C. beim fertigen Kern bilden
die Seitenstreifen 1 und 3 die Joche sowie die Seitenstreifen 2 und 4 und der tfittelschenkel
6 die Schenkel des elektromagnetischen Kerns, der für eine Drosselspule oder einen
Transformator bestimmt sein kann. Zum Einschichten des Kerns in die Spule wird der
Mittelschenkel 6 elastisch - gemäß der zeichnerischen Darstellung - aus der Bildebene
herausgebogen und durch die Mittelbohrung des Spulenkörpers gesteckt, während der
Rahmen aus den Seitenstreifen 1 bis 4 außen um den bewickelten Spulenkörper gehoben
und ihm übergeworfen wird. Aufgrund des Luftspalts 5 eignet sich der aus M-Schnitten
nach Fig. 1 hergestellte Kern insbesondere für eine Drosselspule.
-
Fig. 2 zeigt ein gegenüber Fig. 1 insofern abgewandeltes Blech, als
dort der Seitenstreifen 1 von den Seitenstreifen 2 und 4 abgetrennt ist, und zwar
entlang der Verlängerungslinie der Innenkante des Seitenstreifens 1. Hierdurch entsteht
ein zweiteiliger M-Schnitt aus einem Teil 7, der einem E ähnelt, und einem Teil
8, der einem I ähnelt. Zum Zusammenfügen des Kerns werden nun die E-Teile 7 malon
der einen Seite in den Spulenkern eingeführt und die I-Teile 8 von der anderen Seite
an ihn angelegt und werden sodann die Blechpakete gegeneinander fixiert. Hierdurch
entsteht zwar möglicherweise zwischen den Außenschenkeln des E-Teils 7
und
dem I-Teil 8 ein Bereich von zusätzlich erhöhtem magnetischem Wicerstand, der jedoch
im Fall der Drosselspule, die ohnehin den Luftspalt 5 aufweist, hingenommen werden
kann.
-
Soll der Kern für einen Transformator dienen, so wird ein zwei teiliger
Schnitt ohne den Luftspalt 5 hergestellt, bei dem also gemäß der Darstellung nach
Fig. 1 der .dittelschenkel 6, wenn auch ohne körperliche Verbindung, bis unmittelbar
an den oeitenstreifen 1 heranreicht. Beim Einschichten entstehen dann an sich an
allen drei Kontaktstellen zwischen dem E Teil 7 und dem I-Teil 8 Bereiche erhöhten
magnetischen Widerstands ähnlich den vorherigen Bereichen zwischen den Außenschenkeln
des Teils 7 und dem Teil 8, jedoch wird nun abwechselnd eingeschichtet, so daß auf
jeder Seite die Bereiche erhöhten Widerstands nur in jeder zweiten Lage auftreten
und somit der magnetische Gesamtwiderstand nicht wesentlich erhöht ist.
-
Fig. 3 zeigt den Schnitt nach Art eines UT-Schnitts aufgetrennt, wofür
die gleichen Gesichtspunkte gelten wie für den EI-Schnitt nach Fig. 2.
-
Fig. 4 zeigt die Art des Aufschneidens eines luftspaltlosen M-Schnitts
nach Art von EE-Schnitten, wobei gegenüber dem üblichen Schnitt insofern eine Abwandlung
besteht, als dort der Mittel schenkel beiderseits an den jeweiligen Seitenstreifen
befestigt ist und seine Trennstelle nunmehr im Mittelbereich aufweist. Für die Herstellung
eines luftspaltlosen Transformatorkerns sind zweckmäßigerweise jeweils die beiden
Teile so geschnitten, daß die einander zugeordneten Schenkelteile ungleiche Leine
haben, so d bei wechselseitigem Einschichten der Ort der Fuge sich ständig abwechselt.
Soll ein Kern mit Luftspalt nach diesem Schnitt gebaut werden, so ist vorteilhafterweise
der Luftspalt in der Mitte des Mittelschenkels vorgesehen, so daß die beiden Mittelschenkelteile
gleich lang sein können. Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß die beiden Schnitteile
identisch ausgeführt sein können und in den wechselnden Lagen nur die, gemäß der
Zeichnung, rechten und linken Schenkel einander abwechseln.
-
Die Fig. 5 und 6 zeigen abgewandelte M-Schnitte, die ebenfalls aufgrund
der Teilung des Schnitts maschinell eingeschichtet werden können. Für den MD-Schnitt
nach Fig. 5 und den WAM-Schnitt nach Fig. 6 gelten im übrigen die gleichen Gesichtspunkte
wie für die Schnitte nach den Fig. 4 bzw. 2.
-
Fi. 7 veranschaulicht eine bevorzugte Herstellungsweise des Schnitts
nach Fig. 2. Die Schnittlinien sind hierbei gestrichelt eingezeichnet, Abfallpartien
sind schraffiert. Gemäß diesem Schnitt werden zunächst zwei noch an ihren freien
Schenkelenden zusammenhängende E-Teile 11 und 12 dadurch hergestellt, daß sie ihrem
Umriß nach ausgeschnitten werden und daß dann Bereiche 13 und 14 zwischen den E-Schenkeln
herausgestanzt erden. Gemäß der Norm der M-Schnitte sind diese streifenförmigen
Bereiche breiter und - aufgrund der Doppel-E-Konstellation - länger als jeder einzelne
Seitenstreifen 1 bzw. I-Teil 8 (Fig. 1, 2). Diese Bereiche 13 und 14 sind nun nicht
wie bei der Herstellung des Schnitts nach Fig. 1 Abfall, sondern werden zur Herstellung
der I-Teile 8 verwendet.
-
Hierdurch fällt weniger als ein Viertel des Abfalls an, der bei der
Herstellung einteiliger M-Schnitt entsteht.
-
Dieses besonders günstige Herstellungsverfahren ist auch anwendbar,
wenn die Trennschnitte bzw. die beim Einschichten entstehenden Blechfugen nicht
glatt sind, sondern gewellt, gezahnt, schwalbenschwanzförmig oder mit sonstiger
Passung. Fi. 8 zeigt ein entsprechendes Beispiel. Die abzutrennenden Abfallstücke
sind hierbei schraffiert eingezeichnet. Die gemäß Fig. 8 hergestellten Kernbleche
weisen an den freien Enden der E-Schenkel Dreieckspitzen 15 auf, die in Dreiecknuten
16 der I-Teile eingreifen sollen.
-
Hierzu wird der Vorschnitt mit der Doppel-E-Konfiguration, aus der
zwei Teile 11' und 12' mit profilierten Schenkelendrändern hergestellt werden sollen,
um die doppelte Länge der iiöhe der Dreieckspitzen 15 bzw. Dreiecknuten 16 länger
hergestellt, desgleichen werden Zwischenbereiche 13' und 14' um diese Länge länger
als die Zwischenbereiche 13 und 14 nach Fig. 7 herausgetrennt, damit die späteren
E-Rileken gemäß dem Seitenstreifen 3 (Fig. 1) die korrekte Breite haben. Bei der
Herstellung eines MD-Schnitts
(Fig. 5) können umgekehrt die Bereiche
13' und 1' auch ebsnso lang oder erforderlichenfalls sogar kürzer als @@e Berei@@e
13 und 14 nach Fig. 7 herausgetrennt werden, in d - ;err Fall .uß auch die Breite
dieser Zwischenbereiche voll ausgenützt werden.
-
Der Durchtrennschnitt des Doppel-E zur ISerstellun- der beiden E-Teile
11' und 12' erfolgt nun nicht glatt, sondern, wie in @. @ dargestellt, entlang einer
die Dreieckspitze 15 umlaufenden ?nie. In oze drei - 3' und 14' werden zur Herstellung
von I-Teilen 8' die Dreiecknuten eingeschnitten. Die Materialersparnis ist gemäß
Fig. 8 nach wie vor erheblich, und der entstehende Schnitt erlaubt das maschinelle
Einschichten des Kerns vom Typ M.
-
Fig. 9 veranschaulicht das maschinelle Einschichten. Ein Spulenkörper
21 ist mit Transformator-Primär- und Sekundärwicklungen 22 bewickelt und ist in
der Maschine fest eingespannt. Er weist eine zentrale Bohrung 23 von rechteckigem
Querschnitt auf.
-
Unter der Annahme, daß M-Schnitt-Bleche einzuschichten sind, die nach
Art von Ei-Schnitten gemäß Fig. 2, jedoch ohne den Luftspalt 5, geteilt sind, wird
zunächst gemäß einem 1. Pfeil (Fig. 9) ein erster E-Teil 7 von einer Seite so eingeschoben,
daß sein Mittelschenkel 6 in der Bohrung 23 zu liegen kommt und seine Seitenschenkel,
den Seitenstreifen 2 und 4 (Fi. 1) vergleichbar, den Spulenkörper mit der Spule
seitlich umgreifen. Gemäß einem 2. Pfeil wird dann von der anderer seite ein I-Teil
8 angelegt. Nun wird gemäß einem 3. Pfeil ein weiterer I-Teil 8 wieder von der Seite
herangeführt, von der der erste E-Teil 7 herangeführt worden war, und auf dessen
Rückenteil aufgelegt. Gemäß einem 4. Pfeil wird nun ein weiterer E-Teil 7 wiederum
von der gegenüberliegenden Seite herangeführt und mit seinem Mittelschenkel in die
Bohrung 23 geschoben, so daß er auf dem gemäß dem 3. Pfeil angelegten I-Teil 8 und
Teilen des gemäß dem 2. Pfeil eingeführten E-Teils 7 aufliegt. Dieses Spiel setzt
sich fort, bis die Bohrung 23 im wesentlichen voll ist. Gegebenenfalls können als
oberstes und als unterstes Blech je ein mit Hand einzulegender
ungeteilter
M-Schnitt nach Fig. 1 oder ein Rahmen angeordnet werden. Das Blechpaket wird sodann
geradegeklopft und durch Eckbolzen fixiert.
-
Die eitersparnis durch das maschinelle Einschichten der Bleche zur
iferstellung des Kerns vom Typ M sowie gegebenenfalls die Materialersparnis beim
Vorgehen nach Fig. 7 ergeben eine vereinfachte handhabung der Blechzuschnitte bei
der Herstellung des Kerns und einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil.
-
L e e r s e i t e